DE19720670A1 - Regelventil - Google Patents
RegelventilInfo
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- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
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- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
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Description
Die Erfindung betrifft ein Regelventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
Aus der DE 43 24 749 ist ein gattungsgemäßes Regelventil mit einer zylin
derförmigen Ventilkammer mit wenigstens einem Zulauf und wenigstens
zwei Abläufen und mit einem in der Ventilkammer drehbar angeordnetem
Ventilkörper bekannt das in einem Flüssigkeits-Kühlsystem einer Verbren
nungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist. Das Regelventil
dient zur wasserseitigen Regelung des Heizkörpers, wobei durch Drehen
des Ventilkörpers in der Ventilkammer die in Umfangsrichtung benachbart
angeordneten Zu- und Abläufe geschlossen und geöffnet werden. Nachteilig
an diesem bekannten Regelventil ist, daß die einzelnen Zu- oder Abläufe
bereits bei kleinen Drehwinkeln des Ventilkörpers vollständig geschlossen
oder geöffnet werden. Die Regelung der Durchflußmenge durch einen Zu-
oder Ablauf ist dementsprechend grob.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein
verbessertes Regelventil bereitzustellen, das insbesondere eine feinere Re
gulierung der Durchflußmenge erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein gattungsgemäßes
Regelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Regelventils besteht darin,
daß der Regelbereich sich über große Drehwinkel des Ventilkörpers erstrec
ken kann. Dieser Bereich kann 180° oder mehr betragen, in dem der Dreh
winkel zwischen der ersten Stellung, in der der Zu- oder Ablauf, der der
Ventilfläche des Ventilkörpers zugeordnet ist, ausschließlich mit einer ersten
Hälfte der Ventilkammer verbunden ist und der zweiten Stellung, in der der
Zu- oder Ablauf ausschließlich mit einer zweiten Hälfte der Ventilkammer
verbunden ist, 180° oder mehr beträgt.
Mit dem erfindungsgemäßen Regelventil wird beispielsweise der Durchfluß
von einem Zulauf zu einem in Zylinderachsrichtung beabstandeten Ablauf
geregelt, wobei der Ventilkörper die Zulauf- oder Ablauföffnung nicht ver
schließt oder verengt, sondern die Ventilkammer wenigstens in zwei Teilbe
reiche teilt, so daß nur ein Teil des zu regelnden Flusses vom Zulauf zum
Ablauf fließen kann. Aufgrund des großen Drehwinkels zwischen der ersten
und zweiten Stellung des Ventilkörpers ist der Regelbereich entsprechend
groß und damit eine exakte Feinregelung des Durchflusses möglich.
Das erfindungsgemäße Regelventil kann eine geringe Baugröße aufweisen
und kann daher bevorzugt beispielsweise in den Wasserkasten eines Heil
körpers integriert werden.
Durch die Form des Randbereichs der Ventilfläche kann eine bestimmte Re
gelcharakteristik über den Regelbereich erreicht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängi
gen Ansprüche.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beschreibt der Umfangs
rand der Ventilfläche eine Ellipse, deren kleine Achse dem Innendurchmes
ser der Ventilkammer entspricht und deren Ellipsenmittelpunkt in axialer
Richtung in etwa auf Höhe des zugeordneten Zu- oder Ablaufs angeordnet
ist, wobei bevorzugt die Ventilfläche eine ebene Fläche bildet. Die Ventilflä
che ist dann eine schräg in der Ventilkammer angeordnete Ellipse, die mit
der Zylinderachse einen Winkel α einschließt wobei sin α dem Verhältnis
von kleiner zu großer Halbachse entspricht, so daß der Umfangsrand bei
der Drehung des Ventilkörpers an der Innenwand der Ventilkammer anliegt.
Ein derartiges Regelventil zeichnet sich durch besonders einfache Herstell
barkeit aus. Der Regelbereich beträgt 180°.
Zur Betätigung des Regelventils ist der Ventilkörper bevorzugt auf einer über
eine Stellvorrichtung, die beispielsweise einen Schrittmotor aufweist, an
treibbaren Betätigungswelle angeordnet, die koaxial mit der Zylinderachse
ist.
Um den Durchfluß durch einen weiteren Zu- oder Ablauf regeln zu können,
weist der Ventilkörper eine weitere, zweite Ventilfläche auf, die zur ersten
axial versetzt angeordnet ist, so daß die Ventilkammer dann dreigeteilt ist.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist Gegen
stand der abhängigen Ansprüche 6 bis 12.
Ein Regelventil in der Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 findet insbesondere
in Heizungs- oder Klimaanlagen eines Kraftfahrzeuges Verwendung. Der der
ersten Ventilfläche zugeordnete Zulauf und der diesem benachbarte, der
zweiten Ventilfläche zugeordnete Ablauf sind dabei dem Motor zugeordnet
und der weitere Zu- und Ablauf dem Heizkörper. In einer ersten Stellung des
Ventilkörpers sind dann der motorseitige Zulauf und der motorseitige Ablauf
kurzgeschlossen und der heizkörperseitige Zulauf und heizkörperseitige
Ablauf von dem Kühlmittelfluß getrennt. In dieser Stellung ist der Heizkörper
also ausgeschaltet. Wenn der Ventilkörper, ausgehend von dieser ersten
Stellung um 180° verdreht wird, liegt der umgekehrte Fall vor, so daß dann
der motorseitige Zulauf von dem motorseitigen Ablauf getrennt ist und das
Kühlmittel von dem motorseitigen Zulauf zum heizkörperseitigen Ablauf
strömen kann, den Heizkörper durchströmt und dann über den heizkörper
seitigen Zulauf durch einen Teil der Ventilkammer zum motorseitigen Ablauf
strömt. Der Heizkörper ist dann voll eingeschaltet. Zwischen diesen beiden
Stellungen des Ventilkörpers kann der Kühlmitteldurchsatz durch den Heiz
körper kontinuierlich geregelt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilkörper als
einstückiges Formteil ausgebildet, insbesondere bevorzugt als Hohlzylinder,
dessen stirnseitigen Enden durch die Ventilflächen verschlossen sind und
dessen eine Zylindermantelhälfte, die auf der Seite, auf der die Ventilflächen
ihren größten Abstand haben, liegt, weggeschnitten ist, so daß zwischen
dem motorseitigen Zulauf und dem motorseitigen Ablauf ein Kurzschluß
möglich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Regelventils mit
zwei Ventilflächen sind die Ventilflächen in Längsrichtung der Betätigungs
welle verschiebbar angeordnet, wobei bevorzugt der Abstand der beiden
Ventilflächen gegen eine Rückstellkraft eines Rückstellelements, beispiels
weise einer Schraubfeder, vergrößerbar ist. Dadurch können sprunghafte,
motorseitige Änderungen des Volumenstroms in ihrer Wirkung auf den Vo
lumenstrom auf den Heizkörper gedämpft werden, wodurch eine Einsparung
des Regelaufwands erreicht werden kann. Dies geschieht dadurch, daß bei
sprunghaftem Anstieg des motorseitigen Volumenstroms durch den Druck
des Kühlwassers die Ventilfläche gegen die Rückstellkraft des Rückstellele
ments derart axial verschoben wird, daß die Verbindung zu dem heizkörper
seitigen Ablauf verkleinert wird und dadurch der Volumenstrom durch den
Heizkörper in einem geringeren Maße ansteigt als der motorseitige Volu
menstrom.
Wenn der Heizkörper zur unterschiedlichen Temperierung der linken und
rechten Fahrzeuginnenraumhälfte für eine Rechts-/Linkstrennung ausgelegt
ist, indem der Heizkörper von zwei unterschiedlichen Volumenströmen
durchströmbar ist, kann die Volumenstromaufteilung im Heizkörper durch
das erfindungsgemäße Regelventil mit bewerkstelligt werden. Dazu ist dir
heizkörperseitige Zulauf bzw. Ablauf gemäß Anspruch 11 in zwei Teilzuläufe
aufgeteilt, und die Teilzuläufe sind über einen zweiten Ventilkörper gegen
läufig regelbar. Beispielsweise ist die Regelung derart, daß wenn ein erster
der Teilzuläufe geschlossen ist, der zweite voll geöffnet ist und umgekehrt.
Zwischen diesen beiden Extremregelungen ist dann jede Regelung kontinu
ierlich einstellbar.
Bevorzugt ist dabei der zweite Ventilkörper als Hohlzylinder ausgebildet, der
in der Ventilkammer drehbar angeordnet ist und dessen Hohlzylinderwand
jeweils den Teilzuläufen zugeordnete, schlitzartige Durchtrittsöffnungen auf
weist, deren Schlitzbreite sich in Umfangsrichtung ändert. Durch Drehen des
zweiten Ventilkörpers in eine bestimmte Richtung wird einer der Teilzuläufe
langsam geschlossen und der andere langsam geöffnet.
Ausgestaltungen des Regelventils mit geeigneten Stellantrieben sind Ge
genstand der weiteren Ansprüche 13 bis 17.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Regelventil in einer Heizungs- oder
Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges verwendet, wobei das Regelventil mit
Vorteil in einen Heizkörper der Heizung- oder Klimaanlage integriert sein
kann, beispielsweise im Wasserkasten, in der Rohrgruppe, am Heizkörper
befestigt oder am Heiz/Klimagerät befestigt oder integriert. Das Regelventil
kann somit platzsparend vorgesehen sein.
lm folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Regelventils mit auf
geschnittener Ventilkammer und teilweise aufgeschnittenen
Zu- und Abläufen;
Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1 aus einer anderen Perspektive;
Fig. 3 einen Ventilkörper des Regelventils;
Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Regelventils.
Ein in der Zeichnung dargestelltes, erfindungsgemäßes Regelventil 10 weist
eine zylinderförmige Ventilkammer 12 mit wenigstens einem, bevorzugt zwei
Zuläufen 14, 16 und wenigstens zwei Abläufen 18, 20 auf. In der Ventilkam
mer 12 ist ein um die Zylinderachse drehbarer Ventilkörper 22 angeordnet.
Die Abläufe 18, 20 sind in Zylinderachsrichtung beabstandet von dem Zulauf
14 bzw. 16 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1
und 2 ist der Zulauf 14 dem Ablauf 20 in Zylinderachsrichtung unmittelbar
benachbart und Zu- und Ablauf 14 und 20 erstrecken sich bevorzugt in der
selben radialen Richtung von dem Ventilkörper 12 weg. Der Zulauf 14 und
Ablauf 20 sind in Zylinderachsrichtung zwischen dem Zulauf 16 und dem
Ablauf 18 angeordnet. Die Zu- und Abläufe sind gebildet aus in der Zeich
nung dargestellten Anschlußstücken 21, auf die beispielsweise ein Schlauch
oder dergleichen aufsteckbar ist.
Der Ventilkörper 22 weist eine Ventilfläche 24 auf (s. auch Fig. 3), die flä
chenmäßig größer ist als eine senkrecht zur Zylinderachse der Ventilkam
mer 12 liegende Querschnittsfläche der Ventilkammer 12. Ein Umfangsrand
26 der Ventilfläche 24 liegt abdichtend an einer Innenwand 28 der Ventil
kammer 12. Die Ventilfläche 24 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
dem Zulauf 14 zugeordnet, so daß bei Drehung des Ventilkörpers 22 der
Zulauf 14 von dem Umfangsrand 26 überstrichen wird.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 bildet die Ventilfläche 24
eine ebene Fläche in Form einer Ellipse, die mit der Zylinderachse einem
Winkel α einschließt, wobei sin α gleich dem Verhältnis von kleiner Halb
achse kHA zu großer Halbachse gHA ist, also
sin α = kHA/gHA.
Die kleine Halbachse kHA entspricht dem Innendurchmesser R der Ventil
kammer 12. Mit diesen Bedingungen ist sichergestellt, daß der Umfangsrand
26 abdichtend an der Innenwand der Ventilkammer 12 anliegen kann.
Wenn die Ausdehnung W des der Ventilfläche 24 zugeordneten Zulaufs 14
in Zylinderachsrichtung so groß ist, daß die Gleichung
cos α = (W/2)/ghA
erfüllt ist und der Ellipsenmittelpunkt M in axialer Richtung in etwa auf Höhe
des zugeordneten Zulaufs 14 angeordnet ist, ist gewährleistet, daß bei Dre
hung des Ventilkörpers der gesamte Öffnungsquerschnitt des Zulaufs 14 von
dem Umfangsrand 26 überstrichen wird, so daß in der in Fig. 1 dargestell
ten Stellung der Zulauf 14 ausschließlich mit einem ersten Teilbereich 30
der Ventilkammer 12 verbunden ist, so daß eine Verbindung zwischen dem
Zulauf 14 und dem Ablauf 18 besteht. Durch Drehen ist der Ventilkörper 22
in eine zweite Stellung bringbar, in der der Zulauf 14 ausschließlich mit ei
nem zweiten Teilbereich 32 der Ventilkammer 12 verbunden ist, wobei dann
in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 der Zulauf 14 mit dem
Ablauf 20 verbunden ist.
Der Ventilkörper 22 ist auf einer über eine - nicht näher dargestellte - Stell
vorrichtung, die beispielsweise einen Schrittmotor aufweist, antreibbaren
Betätigungswelle 34 angeordnet. Die Betätigungswelle 34 liegt koaxial zur
Zylinderachse.
Bevorzugt ist dem Ablauf 20 eine weitere, zweite Ventilfläche 36 zugeordnet,
die zur ersten Ventilfläche 24 axial beabstandet angeordnet ist, so daß die
Ventilkammer dann in drei Teilbereiche, 30, 32, 38 aufgeteilt ist. Die zweite
Ventilfläche 36 ist zur ersten Ventilfläche 24 um 180° verdreht auf der Betä
tigungswelle 24 angeordnet und schließt mit dieser den gleichen Winkel α
ein und ist ansonsten analog der ersten Ventilfläche elliptisch ausgebildet.
Bevorzugt ist der Ventilkörper 22 als einstückiges Formteil, wie in Fig. 3 ge
zeigt, ausgebildet. Wie in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, ist der Ventil
körper 22 als Hohlzylinder ausgebildet, dessen stirnseitige Enden durch die
Ventilflächen 24 und 36 verschlossen sind und dessen eine Zylindermantel
hälfte, die auf der Seite, auf der die Ventilflächen 24 und 36 ihren größten
Abstand haben, liegt, weggeschnitten ist. In Fig. 3 ist dies die obere Hälfte
des Zylindermantels des Ventilkörpers 22.
Das erfindungsgemäße Regelventil funktioniert wie folgt:
Der Zulauf 14 und der Ablauf 20 bilden die motorseitigen Kühlmittelanschlüs se und der Zulauf 16 und der Ablauf 18 die heizkörperseitigen Anschlüsse. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung des Ventilkörpers 22 ist der Heizkörper voll eingeschaltet, wobei das vom Motor erhitzte Kühlmittel durch den Zulauf 14 in die Ventilkammer 12 einströmt und über die Ventilfläche 24 dem Ablauf 18 zugeführt wird, wie dies durch die Pfeile 40 und 42 dargestellt ist (Fig. 2). Nach Durchfluß durch den Heizkörper fließt das Kühlmittel zurück zum Ventilkörper 12 über den Zulauf 16 in Pfeilrichtung 44. Die Ventilfläche 36 befindet sich in einer Stellung, in der eine vollständige Verbindung zwi schen dem Zulauf 16 und dem Ablauf 20 besteht, so daß das Kühlmittel in Pfeilrichtung 46 über den Ablauf 20 zum Motor zurückströmen kann.
Der Zulauf 14 und der Ablauf 20 bilden die motorseitigen Kühlmittelanschlüs se und der Zulauf 16 und der Ablauf 18 die heizkörperseitigen Anschlüsse. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung des Ventilkörpers 22 ist der Heizkörper voll eingeschaltet, wobei das vom Motor erhitzte Kühlmittel durch den Zulauf 14 in die Ventilkammer 12 einströmt und über die Ventilfläche 24 dem Ablauf 18 zugeführt wird, wie dies durch die Pfeile 40 und 42 dargestellt ist (Fig. 2). Nach Durchfluß durch den Heizkörper fließt das Kühlmittel zurück zum Ventilkörper 12 über den Zulauf 16 in Pfeilrichtung 44. Die Ventilfläche 36 befindet sich in einer Stellung, in der eine vollständige Verbindung zwi schen dem Zulauf 16 und dem Ablauf 20 besteht, so daß das Kühlmittel in Pfeilrichtung 46 über den Ablauf 20 zum Motor zurückströmen kann.
Wenn der Ventilkörper 22 gegenüber dieser Stellung um 180° verdreht ist,
strömt das vom Motor kommende Kühlmittel vom Zulauf 14 in den Ventil
kammerteilbereich 32 und von dort zu dem Ablauf 20, so daß der Zulauf 14
mit dem Ablauf 20 kurzgeschlossen ist und das erhitzte Kühlmittel den Heiz
körper nicht durchströmt. Der Heizkörper ist dann abgeschaltet. Zwischen
diesen beiden Stellungen des Ventilkörpers 22 ist jede beliebige Zwischen
stellung möglich, so daß nur ein Teilstrom den Heizkörper durchläuft und der
restliche Teilstrom über den Ablauf 20 unmittelbar zum Motor zurückfließt.
Auf diese Weise wird die Temperatur des Heizkörpers wasserseitig geregelt.
Für die Regelung mit dem erfindungsgemäßen Regelventil steht dazu ein
Regelbereich von 180° zur Verfügung. Es ist auch möglich, durch eine ent
sprechende Gestaltung des Ventilflächenrandbereichs zum einen einen Re
gelbereich, der mehr als 180° beträgt und zum anderen eine gewünschte
Regelcharakteristik über den Regelbereich zu erreichen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das schematisch in Fig. 4 darge
stellt ist, sind die beiden Ventilflächen 24 und 36 des Ventilkörpers 22 in
Längsrichtung der Betätigungswelle 34 verschiebbar angeordnet, wobei der
Abstand der beiden Ventilflächen 24 und 36 in Längsrichtung der Zylinder
achse gegen eine Rückstellkraft eines Rückstellelements, beispielsweise
einer Schraubenfeder 50 vergrößerbar ist. Dadurch können motorseitige,
sprunghafte Änderungen des Volumenstroms des Kühlmittels in ihrer Wir
kung auf den Volumenstrom durch den Heizkörper selbsttätig gedämpft oder
gar beseitigt werden, indem bei erhöhtem motorseitigem Volumenstrom die
vom Kühlmittel angeströmte Ventilfläche 24 sich axial derart verschieben
kann, daß der Durchfluß vom Zulauf 14 zum Ablauf 18 verringert ist. Durch
diese kühlmitteldruckabhängige axiale Verschiebung der Ventilfläche 24 und
die damit selbsttätige Regelung, kann ansonsten notwendiger Regelaufwand
eingespart werden.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält eine weitere Variante,
wonach der heizkörperseitige Zulauf 16 in zwei Teilzuläufe 52 und 54 aufge
teilt ist und die Teilzuläufe 52 und 54 über einen zweiten Ventilkörper 56
gegenläufig derart regelbar sind, daß wenn ein erster der Teilzuläufe, bei
spielsweise 52, geschlossen ist, der zweite Teilzulauf 54 voll geöffnet ist und
umgekehrt. Durch Drehen des zweiten Ventilkörpers 56 ist jede Zwischen
stellung möglich. Anstelle des Zulaufs 16 könnte auch der heizkörperseitige
Ablauf 18 in zwei Teilzuläufe aufgeteilt sein.
Bevorzugt ist der zweite Ventilkörper 56 als Hohlzylinder ausgebildet, der in
der Ventilkammer 12 drehbar angeordnet ist und dessen Hohlzylinderwand
58 zwei, jeweils den Teilzuläufen 52 und 54 zugeordnete, schlitzartige
Durchtrittsöffnungen 60 und 62 aufweist, deren Schlitzbreite S sich in Um
fangsrichtung gegenläufig ändert. Der zweite Ventilkörper 56 ist über eine
zweite Betätigungswelle 64 drehbar, so daß durch Drehen des zweiten
Ventilkörpers 56 in Pfeilrichtung 66 der erste Teilzulauf 52 langsam ge
schlossen und der zweite Teilzulauf 54 langsam geöffnet wird. Dadurch kön
nen unterschiedliche Bereiche des Heizkörpers mit einer unterschiedlichen
Menge des ersten Kühlmittels beaufschlagt werden, so daß mit dem erfin
dungsgemäßen Regelventil gleichzeitig eine einfache Regelung einer
rechts-/links-Temperatureinstellung möglich ist.
Bei Kenntnis der Abstimmung der durch die unterschiedlichen Öffnungen der
Teilzuläufe 52 und 54 bewirkten Druckabfälle in beiden Rückläufen des
Heizkörpers und deren Einfluß auf die Differenztemperaturen zwischen lin
kem und rechtem Heizkörper genügt ein Temperatursensor am linken oder
rechten Heizkörperluftstrom zur Ist-Wertverfolgung. Die zweite Betätigungs
welle kann beispielsweise mechanisch über eine Kurvenscheibe und/oder
über einen Bowdenzug oder elektrisch über einen Stellmotor oder pneuma
tisch betätigt werden.
Wenn zum Betätigen der Ventilkörper Stellvorrichtungen vorgesehen sind
weisen diese bevorzugt einen Stellantrieb auf, der beispielsweise elektromo
torisch oder pneumatisch antreibbar ist. Die Stellantriebe sind bevorzugt mit
Energie des durch die Zu- und Abläufe bzw. die Ventilkammer strömenden
Mediums versorgbar. Die Stellantriebe können in oder an den Ventilkörpern
angeordnet sein. Alternativ können die Stellantriebe koaxial oder in einem
Winkel zur dem jeweiligen Ventilkörper zugeordneten Betätigungswelle an
geordnet sein und diese antreiben.
Es sei bemerkt daß die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbei
spiele lediglich beispielhaft sind und die Zu- und Abläufe 14 bis 20 prinzipiell
in beliebigen Winkeln an dem Ventilkörper 12 und in beliebigen Winkeln
zueinander angeordnet sein können. Es muß lediglich gewährleistet sein
daß die einzelnen Zu- und Ablaufanschlüssen 21 jeweils einen axialen Ab
stand zueinander aufweisen. Die Anordnung der Ventilflächen 26 und 36 auf
der Betätigungswelle 34 muß dann gegebenenfalls entsprechend angepaßt
sein. Wenn beispielsweise der Zulauf 14, in Längsrichtung der Ventilkammer
12 gesehen, in einem rechten Winkel gegenüber dem Ablauf 20 angeordnet
ist, muß die Ventilfläche 36 gegenüber der Ventilfläche 26 auf der Betäti
gungswelle in entsprechender Weise verdreht angeordnet sein, hier um ei
nen Winkel von 90°.
In Bezug auf die Zylinderachse müssen die Zu- und Abläufe nicht notwendi
gerweise einen rechten Winkel mit dieser einschließen, wie in den Ausfüh
rungsbeispielen gezeigt. Jeder beliebige Winkel ist realisierbar. So ist es
denkbar, daß beispielsweise die in Fig. 1 dargestellten äußeren Anschlüsse
21, die den Zulauf 16 und Ablauf 18 bilden, eine Fortsetzung der Ventil
kammer bilden und mit der Zylinderachse einen Winkel von etwa 0° ein
schließen. Die inneren Anschlüsse 21, die den Zulauf 14 und den Ablauf 20
bilden, können bevorzugt an der Ventilkammer derart angeordnet sein, daß
sie eine V-Form bilden. Dann stoßen die zugeordneten Ventilflächen 24
und 36 nahezu aneinander, so daß insgesamt Bauraum eingespart werden
kann und dennoch Platz genug vorhanden ist, um beispielsweise Schläuche
oder dergleichen Leitungselemente über die Anschlüsse 21 stülpen zu kön
nen.
Claims (19)
1. Regelventil, insbesondere für einen wasserseitig regelbaren Heizkör
per einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit ei
ner zylinderförmigen Ventilkammer (12) mit wenigstens einem Zulauf
(14; 16) und wenigstens zwei Abläufen (18 und 20) und mit einem in
der Ventilkammer (12) drehbar angeordneten Ventilkörper (22), da
durch gekennzeichnet,
- - daß die Abläufe (18 und 20) in Zylinderachsrichtung von dem Zulauf (14; 16) beabstandet sind
- - daß der Ventilkörper (22) wenigstens dem Zu- (14) oder einem der Abläufe (20) zugeordnet ist,
- - daß der Ventilkörper (22) wenigstens eine Ventilfläche (24; 36) auf weist, die flächenmäßig größer ist als eine senkrecht zur Zylinderach se der Ventilkammer (12) liegende Querschnittsfläche der Ventilkam mer (12) und
- - daß ein Umfangsrand (26) der Ventilfläche (24) abdichtend an der Innenwand (28) der Ventilkammer (12) anliegt und bei Drehung des Ventilkörpers (22) um 360° der zugeordnete Zu- (14) bzw. Ablauf (20) von dem Umfangsrand (26) überstrichen wird,
- - so daß durch den Ventilkörper (22) die Ventilkammer (12) wenig stens zweigeteilt ist und der Ventilkörper (22) durch Drehen von einer ersten Stellung, in der der Zu- (14) bzw. Ablauf (20) ausschließlich mit einem ersten Teilbereich (30 bzw. 38) verbunden ist, über beliebige Zwischenstellungen in eine zweite Stellung, in der der Zu- (14) oder Ablauf (20) ausschließlich mit einem zweiten Teilbereich (32) der Ventilkammer (12) verbunden ist, bringbar ist.
2. Regelventil nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß der
Umfangsrand (26) der Ventilfläche (24) eine Ellipse beschreibt, deren
kleine Halbachse (kHA) dem Innendurchmesser (R) der Ventilkammer
(12) entspricht und deren Ellipsenmittelpunkt (M) in axialer Richtung
in etwa auf Höhe des zugeordneten Zu- (14) bzw. Ablaufs (20) ange
ordnet ist.
3. Regelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ventilfläche (26) eine ebene Fläche in Form einer Ellipse bildet, die
mit der Zylinderachse einen Winkel (α) einschließt wobei sin α gleich
dem Verhältnis von kleiner (kHA) zu großer Halbachse (gHA) ist.
4. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ventilkörper (22) auf einer über eine Stellvorrich
tung antreibbaren Betätigungswelle (34) angeordnet ist, die koaxial
mit der Zylinderachse ist.
5. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 41 dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventilkammer (12) einen weiteren, zweiten Zulauf
(16) aufweist und daß der Ventilkörper (22) eine weitere, zweite Ven
tilfläche (36) aufweist, die zur ersten axial versetzt angeordnet ist, so
daß die Ventilkammer (12) dreigeteilt ist und daß nur einer der Zuläu
fe (14) und einer der Abläufe (20) jeweils einer Ventilfläche (24 bzw.
36) zugeordnet ist.
6. Regelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite Ventilfläche (36) um etwa 180° zur ersten Ventilfläche (24)
verdreht auf der Betätigungswelle (34) angeordnet ist und daß einer
der Zuläufe (14) und einer der Abläufe (20) benachbart sind und sich
in derselben radialen Richtung von dem Ventilkörper (12) wegerstrec
ken und der Zulauf (14) und der Ablauf (20) jeweils einer Ventilfläche
(24 bzw. 36) zugeordnet sind.
7. Regelventil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ventilkörper (12) als einstückiges Formteil ausge
bildet ist.
8. Regelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ventilkörper (12) als Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen stirnseitiger
Enden durch die Ventilflächen (24 und 36) verschlossen sind und
dessen eine Zylindermantelhälfte weggeschnitten ist, die auf der
Seite, auf der die Ventilflächen (24 und 36) ihren größten Abstand
haben, liegt.
9. Regelventil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Ventilflächen (24 und 36) des Ventilkörpers
(12) in Längsrichtung der Betätigungswelle (34) verschiebbar ange
ordnet sind.
10. Regelventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand der beiden Ventilflächen (24 und 36) in Längsrichtung der
Betätigungswelle (34) gegen eine Rückstellkraft eines Rückstellele
ments (50), beispielsweise einer Schraubenfeder (50), vergrößerbar
ist.
11. Regelventil nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der nicht dem Ventilkörper (22) zugeordnete Zulauf
(16) oder Ablauf (18) in zwei Teilzuläufe (52 und 54) aufgeteilt ist und
die Teilzuläufe (52 und 54) über einen zweiten Ventilkörper (56) ge
genläufig regelbar sind.
12. Regelventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Ventilkörper (56) als Hohlzylinder (58) ausgebildet ist, der in
der Ventilkammer (12) drehbar angeordnet ist und dessen Hohlzylin
derwand zwei, jeweils den Teilzuläufen (52 und 54) zugeordnete,
schlitzartige Durchtrittsöffnungen (60 und 62) aufweist, deren Schlitz
breite (S) sich in Umfangsrichtung ändert.
13. Regelventil nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stellvorrichtung einen Stellantrieb aufweist, der
beispielsweise elektromotorisch oder pneumatisch antreibbar ist.
14. Regelventil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Ventilkörper über einen weiteren Stellan
trieb betätigbar ist.
15. Regelventil nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stellantriebe mit Energie des durch die Zu- und
Abläufe bzw. die Ventilkammer strömenden Mediums versorgbar sind.
16. Regelventil nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der oder die Stellantriebe in oder an dem oder den
Ventilkörpern angeordnet sind.
17. Regelventil nach einem der Ansprüche 4 bis 151 dadurch gekenn
zeichnet, daß der oder die Stellantriebe koaxial oder in einem Winkel
zur dem jeweiligen Ventilkörper zugeordneten Betätigungswelle an
geordnet sind.
18. Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Regel
ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
19. Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch
18, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (10) in einen
Heizkörper der Heizungs- oder Klimaanlage integriert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997120670 DE19720670A1 (de) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Regelventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997120670 DE19720670A1 (de) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Regelventil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19720670A1 true DE19720670A1 (de) | 1998-11-19 |
Family
ID=7829727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997120670 Withdrawn DE19720670A1 (de) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Regelventil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19720670A1 (de) |
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8141 | Disposal/no request for examination |